【文章內(nèi)容簡介】 液呈膜狀通過不，所以內(nèi)管與中管之間的環(huán)隙面積，應(yīng)為送醪管的 23倍。新鮮蒸汽分二路進(jìn)入加熱器中，一路進(jìn)入加熱器的套管內(nèi)，套管壁上開有許多直徑為 3毫米的小孔，新鮮蒸汽向外噴射，一路進(jìn)入加熱器的外加套內(nèi)，在器壁上也有許多直徑為 3毫米的小孔，蒸汽由小孔向內(nèi)噴射，為蒸煮醪進(jìn)入套管空間時，被兩路來的蒸汽接觸，然后送入蒸煮管道，蒸汽噴入管內(nèi)速度為 40米 /秒，管式蒸煮器管道直徑為 117毫米，總長 78米，豎立安裝，在管的接頭處放置 3 50毫米孔徑的銳孔板，順次排列，粉漿通過銳孔板前后，由于突然的收縮和膨脹，壓力下降，而相應(yīng)的醪液沸點(diǎn)也變更，結(jié)果產(chǎn)生了自蒸發(fā)現(xiàn)象，使醪液在沸騰的狀態(tài)下更好的進(jìn)行蒸煮，另外，醪液經(jīng)山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 12 過銳孔板時產(chǎn)生了機(jī)械碰撞和銳板邊緣摩擦，有利于淀粉顆粒的破碎，因而增強(qiáng)了蒸煮醪與蒸汽的接觸面積。這種醪液的收縮，膨脹，減壓氣化，沖擊現(xiàn)象，使淀粉軟化，破碎，進(jìn)行著快速蒸煮，根據(jù)實(shí)際測定，醪液通過銳孔板前后溫度差 23℃，在管道蒸煮器內(nèi)經(jīng)過的時間是 34分鐘，蒸煮進(jìn)口壓力為 萬帕斯卡，出口壓力在 萬帕斯卡 左右。醪液通過整個蒸煮器的壓力為 萬帕斯卡左右，蒸煮醪自管式蒸煮器出來以后，經(jīng)過壓力控制閥底部進(jìn)入后熟器，醪液逐漸上升，停留 5060分鐘，即完全煮熟。在后熟器內(nèi)裝有浮子式液面控制器和壓力自動控制器，以保持液面壓力，使溫度穩(wěn)定，通過頂部蒸汽空間的壓力為 萬帕斯卡，醪液的溫度為126130℃，后熟器的醪液進(jìn)入蒸汽分離器是沿切線方向進(jìn)入。此時壓力降至常壓，因此排出大量二次蒸汽，醪液由下部排出，二次蒸汽送出作預(yù)熱使用。蒸汽分離器的液面也是采用自動控制的，醪液停留時間為 68分鐘，溫度約 90100℃，自蒸汽分離出來的醪液流到真空冷卻器，由于真空泵抽空造成付壓，蒸煮醪迅速被冷卻到 6065℃左右。 此流程的特點(diǎn) 流速較快，故醪液和蒸汽在管道連續(xù)蒸煮器內(nèi)應(yīng)該是混合的較好，因而蒸煮醪的質(zhì)量也應(yīng)該是較均勻的，但實(shí)際上，并非如此理想。除流速較快之外，設(shè)備占地面積相應(yīng)的較少，也既是設(shè)備費(fèi)用和建筑費(fèi)用都較節(jié)省。 糖化是將短的淀粉鏈即糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，糖化是一個復(fù)雜的生物化學(xué)變化過程，受糖化酶添加量、時間、溫度等多種因素的影響。糖化酶在木薯酒精發(fā)酵中有很大的作用，它將木薯中的淀粉分解成可發(fā)酵性糖，以利于酵母酒精發(fā)酵。糖化酶添加量一般控制在 100200u/g 原料，糖化階段的溫度在 5862℃，糖化時間控制在 3060min。 先用間歇操作方法制備一鍋 60176。 C糖化醪，在開動攪拌器和開大冷卻水前提下，連續(xù)從后熟器或蒸汽分離器送入蒸煮醪。固體曲曲乳、液體曲，或糖化醪稀釋液不斷從貯罐定量地流入。糖化醪則以鍋底醪經(jīng)往復(fù)泵送往噴淋冷卻器，冷卻到 30176。 C的糖化醪送往發(fā)酵車間，送往酒母車間的糖化醪不必經(jīng)后冷卻。只要單位時間由蒸煮醪帶入的多余熱量和冷卻水單位時間帶走的熱量相等 ，則糖化鍋內(nèi)的醪液的溫度就可以維持在 60176。 C，持久不變，只就是混合冷卻連續(xù)糖化工藝的使之所在。 淀粉為高分子化合物，一定條件下可以水解，稀硫酸 ,加熱淀粉是一種重要的多糖，是一種相對分子量很大的天然高分子化合物。淀粉的糖化是 指輔料的糊化醪和麥芽中一．淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝 13 淀粉受到麥芽中淀粉酶的分解，形成低聚物糊精和以麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖的全過程。糖化醪濃度的影響：實(shí)際生產(chǎn)中，糖化醪溫度一般以 20%40%為宜 .影響淀粉水解的因素： ①麥芽的質(zhì)量及粉碎度：糖化力強(qiáng)、溶解良好的麥芽，糖化的時間短，形成可發(fā)酵性糖多，可采用較低糖化溫度作 用 。 ②非發(fā)芽谷物的添加：非發(fā)芽谷物的種類，支鏈、直鏈淀粉的比例，糊化、液化程度及添加數(shù)量，將極大的影響到糖化過程和麥汁的組成 。 ③ 糊化溫度的影響：糖化溫度趨近于 63℃可得到最高可發(fā)酵性糖 。 ④ 糖化醪 PH的影響：淀粉酶作用最適 PH 值隨溫度的變化而變化 . 發(fā)酵成熟醪液經(jīng)預(yù)熱器加熱后，從粗餾塔頂部進(jìn)入，粗餾塔塔底通入蒸汽，控制粗塔塔底溫度為 108℃ 111℃，頂溫為 96～ 98℃，酒精糟液從粗餾塔底部排出進(jìn)入污水處理場進(jìn)行處理。酒精含量約 50%的粗酒精蒸氣從粗餾塔頂部進(jìn)入精餾塔中部，精塔底 溫為 108～ 109℃，中溫為 84～ 85℃，進(jìn)行精餾，精塔底部廢水排入污水處理場，然后再經(jīng)水洗、脫醇等工序制成成品，成品酒精和雜醇油分別經(jīng)冷卻進(jìn)入成品儲罐。 三塔流程包括三個塔，一是粗韶塔，二是排醛塔又稱分餾塔，它安裝在粗餾塔與精餾塔之間，它的作用是排除醛脂類頭級雜質(zhì)。三是精餾塔，它除有濃縮酒精提高濃度作用外，還繼續(xù)排除雜質(zhì)，使能獲得精餾酒精。 三塔流程由于粗餾塔蒸餾出的粗酒精進(jìn)入排醛塔，以及排醛塔的脫醛酒進(jìn)入精餾塔的形式不同又可分為三類： （ 1） 直接式：粗酒精由粗餾塔進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入精餾塔都是氣體狀態(tài)。由 于粗酒精是蒸汽狀態(tài)進(jìn)入排醛塔，再以氣體狀態(tài)進(jìn)入精餾塔，所以它的排除雜質(zhì)效率是不高的。另外還有可能將粗餾塔蒸汽中微量的成熟醪帶至精餾塔，致使所得的成品有不好的氣味。雖然這種流程熱能最經(jīng)濟(jì)，由于上述缺點(diǎn)沒有推廣。 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 14 （ 2） 半直接式：粗酒精由粗餾塔進(jìn)入排醛塔是氣體，而脫醛酒進(jìn)入精餾塔是液體狀態(tài)。熱能消耗雖然比直接式大些，但可以得到質(zhì)量比較優(yōu)良的成品，因此在我國酒精工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。 （ 3） 間接式：粗酒精進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入精餾塔都是液體。它的成品質(zhì)量比半直接式的高，還可以生產(chǎn)高純度酒精。這是由于粗餾塔蒸出的酒汽經(jīng)冷凝成 為液體，在這過程中可多一次驅(qū)除頭級雜質(zhì)的機(jī)會。顯然生產(chǎn)費(fèi)用要大些。無論淀粉原料還是糖蜜原料用半直接法的三塔流程都可獲得精餾酒精，因此間接式的三塔流程目前應(yīng)用不很廣。 ： 精餾塔 液相取油 冷卻 加水稀釋 分層 上層粗雜醇油 鹽析 成品雜醇油 下層談酒 回入精塔下部相應(yīng)塔板 原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn) （ 1）原料系采用薯類、糧谷類及野生植物等，在投產(chǎn)前必須先經(jīng)過破碎處理。目前在國內(nèi)上有一部分產(chǎn)量較小的酒精廠，采用間歇蒸煮，原料不經(jīng)粉碎，就直接將快狀或粒狀原料投入生產(chǎn)，但大部分中等規(guī)模以上的酒精廠，原料多經(jīng)二次粉碎，然后進(jìn)行高壓連續(xù)蒸煮，有利原料的受熱面加大，更有效地達(dá)到蒸煮的要求。 （ 2）原料必須經(jīng)過蒸煮，在高溫高壓過程中，引起原料細(xì)胞的組織破裂，使存在于細(xì)胞中的淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖。蒸煮溫度由于原料的品種與規(guī)格不同而有差異，通常為130— 150 度，但經(jīng)過粉碎的原料，其蒸煮所須的溫度較 低，大約 120— 130 度。高溫處理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，還可把附著的有害雜菌殺死。 （ 3）淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精，要經(jīng)過加曲糖化作用，把糊化成溶解狀態(tài)的淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。由于曲的生產(chǎn)方法不同，可分為麩曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米羅法）、根酶酒母混合法、麥芽糖化法等。目前在國內(nèi)是以麩曲糖化法和液曲糖化法為主，在國外使用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的方法，大致可分為： 二．物料衡算 15 以麥芽、黍芽、稷芽作糖化劑。 將根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷卻至 30— 40 度時，接種培養(yǎng)，在霉菌生長 過程中轉(zhuǎn)化淀粉成發(fā)酵性糖，再加酵母發(fā)酵。 以固體曲或液體曲作為糖化劑。 用淀粉酶代替曲。 （ 4）淀粉懸浮液在糊化和溶解過程中，粘度是不斷變化的，當(dāng)?shù)矸垲w粒溶解時，粘度逐漸增加，達(dá)到最大限度后，隨著溫度的繼續(xù)上升，醪液粘度下降。 （ 5）蒸煮過程中原料因受高溫高壓，易產(chǎn)生焦糖。由于淀粉質(zhì)原料甘薯內(nèi)所含的碳水化合物中以淀粉為主，另外還有少量糊精和糖類；而馬鈴薯中所含的糖主要是堡葡萄糖和果糖，以及少量的蔗糖；在谷粒中則以葡萄糖為主。在蒸煮時，不同的糖分其化學(xué)變化也不同。例如糖分回轉(zhuǎn)化，醛糖回變成 酮糖（異構(gòu)化）；各種糖分都會焦化，形成焦糖；己糖分解變?yōu)榱u甲基糠醛，又很容易和新的氨基酸分子起作用而生成黑色素。焦糖是不能被發(fā)酵的，還會阻按礙酵母的發(fā)酵作用，影響發(fā)酵而降低酒精產(chǎn)量。因此，蒸煮是要注意控制適宜的溫度和壓力。由于形成焦糖的作用，一般在高濃度溶液中比低濃度溶液中容易進(jìn)行，因而淀粉質(zhì)原料蒸鑄時，如原料內(nèi)含有較多的糖分，便容易形成黑色物質(zhì)和焦糖。醪液濃度越高，也越容易形成焦糖。因此，我國個酒精廠對甘薯干的原料加水比，一般都采用 1∶ 3— 1∶ ，有時還要稍稀些，這樣便于淀粉率的提高。 二．物料衡 算 （一） 15000 噸淀粉原料酒精廠全廠物料衡算 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 16 （ 1）原料消耗的計(jì)算 主要原料為甘薯干，其他原料有淀粉酶，糖化酶，硫酸氨，硫酸等。 （ 2）中間產(chǎn)品 蒸煮醪，糖化醪，酒母醪，發(fā)酵醪等。 （ 3）成品，副產(chǎn)品以及廢氣，廢水，廢渣即酒精，雜醇油，二氧化碳和廢糟等。 生產(chǎn)工藝采用雙酶糖化，間歇發(fā)酵。 薯干 原料 除雜粉碎 粉 料 加水調(diào)漿 粉 漿 加α 淀粉 酶 粉漿液化液 加入糖化酶糖化 取小部分加入酵母 糖 化 醪 酒母醪 加入 酒精酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵 CO2 酒精發(fā)酵醪 蒸餾 二．物料衡算 17 其他產(chǎn)品或雜質(zhì) 廢 醪 酒精 圖一 . 工藝流程圖 （ 1）生產(chǎn)規(guī)模 15000 噸 /年酒精。 （ 2）生產(chǎn)方法 雙酶糖化，間歇發(fā)酵。 （ 3）生產(chǎn)天數(shù) 每年 300 天。 （ 4）食用酒精年產(chǎn)量 15000 噸。 （ 6）副產(chǎn)品年產(chǎn)量 次級酒精占酒精總產(chǎn)量的 %。 （ 7）雜醇油量 為成品酒精量的 %。 （ 8）產(chǎn)品質(zhì)量 國標(biāo) 食用酒精（乙醇含量 96% 體積分?jǐn)?shù)）。 （ 9）薯干原料含淀粉 67%,水分 12%。 （ 10）α 淀粉酶用量為 10u/g 原料，糖化酶用量為 150u/g 原料，酒母糖化醪用糖化酶量 300u/g 原料。 （ 11）硫酸氨用量 7kg/t（酒精）。 （ 12）硫酸用量 5kg/t（酒精）。 （ 1）淀粉原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式： 糖化： （ C6H10O5） n + nH2O—— nC6H12O6 162 18 180 發(fā)酵： C6H12O6—— 2C2H5OH + 2CO2 180 92 88 (2) 生產(chǎn) 1000kg 無水酒精的理論淀粉消耗量： 有上式可求的理論上生產(chǎn) 1000kg 無水酒精所耗的淀粉量為： 山東科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 18 1000 162247。 92=（ kg） （ 3）生產(chǎn) 1000kg 食用酒精的理論淀粉消耗量： 食用酒精的乙醇含量在 96%（體積分?jǐn)?shù)）以上，相當(dāng)于 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），故生產(chǎn) 1000kg 食用酒精理論上須淀粉量為： %=（ kg） . (4) 生產(chǎn) 1000kg 食用國標(biāo)酒精實(shí)際淀粉消耗量： 淀粉損失率為 8%。故生產(chǎn) 1000kg 食